失敗の研究

目次

第1章　地球を測る―重力・測地
A. 重力ポテンシャル
　a. 万有引力
　b. 遠心力
　c. 重力ポテンシャルの式
B. 人工衛星の軌道
C. 地球の形
1.2 ジオイドと地球楕円体
A. 地球楕円体
　a. 楕円の幾何学
　b. 代表的な地球楕円体
B. 準拠楕円体
C. ジオイドの高さ
1.3 測量
A. 三角測量
B. 三辺測量
C. 水準測量
D. 宇宙技術を利用した測量
　a. 衛星三角法
　b. SLR
　c. ドップラー観測
　d. VLBI
　e. GPS
1.4 地殻歪み
A. 歪みの一般的性質
B. 三辺測量による歪み
C. その他の歪み算出法
1.5 重力とその異常
A. 重力
　a. クレイローの定理
　b. 正規重力
B. 陸上競技と重力
C. 地球の質量と平均密度
D. 重力の補正と異常
　a. フリー・エア補正とフリー・エア異常
　b. 地形補正
　c. ブーゲー補正とブーゲー異常
E. アイソスタシー
F. 新しい重力論による重力異常
　a. 重力異常の新しい定義
　b. 人工衛星重力異常
1.6 垂直線偏差
1.7 月・惑星の重力と形
A. 月
　a. ルナー・オービターの軌道解析とマスコン
　b. 重力ポテンシャル係数
　c. 月の地形
文献

第2章　揺れる大地―地震とその関連現象
2.1 弾性体としての地球
A. ストレスと運動方程式
B. P波とS波
C. 表面波
　a. レーリー波
　b. ラブ波
D. 地球振動
E. 実際の地球における波動と振動
　a. 地震記録
　b. 表面波の分散
　c. 地球振動のスペクトル
2.2 走時曲線と震源
A. 震源決定
B. 遠地地震の走時
C. 地球内部の地震波速度分布
　a. 古典的方法
　b. モンテカルロ法
　c. インバージョン
D. 近地地震の走時と人工地震
E. 低速度層
F. 地震波トモグラフィー
2.3 震源モデル
A. 発震メカニズム
B. ディスロケーションと2重偶力モデル
C. 震源パラメータ
D. 断層発生と地殻変動
2.4 地震のマグニチュードと震度
A. マグニチュードとエネルギー
B. グーテンベルグ-リヒター公式
C. モーメント・マグニチュード
D. 震度
2.5 地震活動の分布
A. 地震の起こるところ
B. 深発地震
C. 破壊地震と巨大地震
2.6 津波
2.7 地震予知
A. 長期予知
B. 短期・直前予知
2.8 月の地震
A. 4種類の月震
　a. 熱月震
　b. 深発月震
　c. 隕石の衝突
　d. HFT
B. 月内部の地震波速度構造
文献

第3章　地球内部の物性―密度, 圧力, 弾性, 粘性など
3.1 平均密度
3.2 慣性モーメント
A. 密度が一様な球の慣性モーメント
B. 人工衛星の軌道と慣性モーメント
C. 剛体地球の回転
　a. 緯度変化
　b. 剛体地球回転の運動方程式
　c. 歳差運動
　d. 自由運動
3.3 力学的諸性質
A. 地震波速度による解析
B. インバージョンによる最近の成果
3.4 地球のレオロジー
A. 粘弾性モデル
B. マントルおよび核の粘性
　a. Q
　b. 氷期後の地殻隆起や海面変動と地球レオロジー
文献

4章　固体地球に及ぼす天体の引力―地球潮汐
4.1 起潮力
A. 起潮力ポテンシャル
B. 分潮
4.2 ラブ定数および志田定数
A. 重力の潮汐
B. 海水面の潮汐
C. 土砂傾斜の潮汐
D. 土地伸縮の潮汐
E. 垂直線偏差の潮汐
F. 地球回転とラブ定数
4.3 起潮力による地球の変形
4.4 潮汐荷重
4.5 地球潮汐の局所的異常とその時間的変化
文献

第5章　地球の熱と温度―地球熱学
5.1 地温勾配
A. 陸上の測定
B. 海底の測定
5.2 岩石の熱伝導度
A. 岩石の熱伝導の実測
B. 熱伝導のメカニズム
　a. フォノン伝導
　b. 輻射伝導
　c. エキサイトン伝導
5.3 地殻熱流量の分布
A. 日本およびその周辺の地殻熱流量
B. 地殻熱流量の世界的分布
5.4 地球内部の熱源
A. 放射性元素
B. 深さと発熱量
C. 地殻内の温度
5.5 マントル対流
A. 温度差のある粘性流体の基礎方程式
B. マントルに適合する近似
C. 対流の可能性
D. 対流による熱輸送
E. マントル対流と重力異常
5.6 地球の熱的歴史
5.7 地球内部の温度
A. 断熱温度分布
B. 融点分布
C. 実際の温度分布
5.8 地球内の熱的イベント
A. マグマ貫入と地殻熱流量
B. 山岳形成と地下温度
C. プレートの潜り込みと温度分布
5.9 月面の熱流量
文献

第6章　磁石としての地球―地球学電磁気学
6.1 地球, 月, 惑星および恒星の磁気
6.2 地球磁場の分布
A. 磁気図
B. 地球磁場の数式表示
　a. ガウス係数
　b. 双極子磁場
6.3 惑星磁気に関するボーデの法則
6.4 地球磁場の永年変化
A. 歴史時代の変化
B. 永年変化の分布
　a. 永年変化の世界的分布
　b. 双極子モーメントの減少
　c. 地球磁場の西方移動
　d. 磁極および地磁気極の永年変化
6.5 古地磁気学
A. 岩石磁気
B. アーケオ・マグネティズム
　a. 火山岩のNMR
　b. 人類遺跡の利用
　c. 古地球磁場強度
C. 地球磁場の逆転
　a. 火山岩による研究
　b. 海底および湖底堆積物による研究
　c. 地球磁場反転のプロセス
　d. 生物の死滅・テクタイト・小惑星の衝突
D. 極移動と大陸移動
　a. PGPの軌跡と極移動
　b. 大陸移動
E. 海底拡大
　a. 海上の磁気異常
　b. Vine-Matthews仮説
6.6 地磁気原因論
A. 古典的諸説
B. ダイナモ理論
　a. 円板ダイナモ
　b. 均質ダイナモ：キネマティック・モデル
　c. MHDダイナモ
　d. ダイナモの原動力
C. 地球磁場逆転の理論
　a. 円板ダイナモの非定常状態
　b. 結合円板ダイナモ：力武モデル
　c. 双極子磁場の減衰と復活
D. 地磁気永年変化の理論
　a. 西方移動
　b. 核表面付近の運動
E. 惑星磁気の原因
6.7 局地的磁気異常
A. 火山の磁気
B. 地震地磁気効果
C. 地殻キュリー点解析
6.8 地球内部電磁感応
A. 内外磁場の関係
　a. 地磁気日変化
　b. その他の変化
B. 半無限導体の電磁感応
C. 球の電磁感応
D. 地球および月の電気伝導度
　a. 地球内部の電気伝導度分布
　b. 電気伝導のメカニズム
　c. 月の電気伝導度
E. 電気伝導度異常
　a. 地磁気変化異常
　b. インダクション・アロー
　c. トランスファー関数
　d. 海洋の影響
　e. CAの地球物理学的意味
6.9 地電流
A. 地電流と地磁気変化
B. 電気抵抗と歪み
文献

第7章　地球は何からできているのか―内部組成
7.1 隕石
A. 鉄隕石
B. 石鉄隕石
C. 石質隕石
　a. コンドライト
　b. エイコンドライト
D. 隕石の母天体と成因
7.2 マントルをつくるもの
7.3 核をつくるもの
7.4 高温高圧実験
A. 相転移
B. 状態方程式
C. マントル鉱物の弾性的性質
D. 衝撃波実験
文献

第8章　地球の動態―ジオダイナミクス
8.1 海底拡大説からプレート・テクトニクスへ
A. トランスフォーム断層
B. プレートの相対運動
　a. プレートの回転運動：オイラー極と相対速度
　b. トリプル・ジャンクション
C. プレートの沈み込み
D. 古プレートと古海嶺
E. ホット・スポット
F. プレートの絶対運動
G. プレートの進化
H. プレート運動の実測
I. プレートを駆動する力
J. 衝突・付加テクトニクス
8.2 日本列島周辺のジオダイナミクス
A. 北海道-千島
B. 相模トラフ-南海トラフ
C. 伊豆半島
D. 東北日本は北米プレートか
8.3 プルーム・テクトニクス
文献

付録

付録1　球関数
1. ルジャンドル関数
2. ルジャンドル陪関数
3. シュミット球関数
4. 完全正規化球関数
5. 第2種ルジャンドル関数および陪関数

付録2　ベッセル関数

付録3　変形ベッセル関数

付録4　国際(SI)単位系と慣用単位系

索引

• 素数はなぜ人を惹きつけるのか (朝日新書)
• 素数入門―計算しながら理解できる (ブルーバックス)
• 入門者のExcel VBA―初めての人にベストな学び方 (ブルーバックス)
• 脱入門者のExcel VBA 自力でプログラミングする極意を学ぶ (ブルーバックス)
• 理系のためのExcelグラフ入門 (ブルーバックス)
• 『微分方程式で数学モデルを作ろう』
• 「Excel で試す非線形力学」
• 社会現象の計算機実験―MathematicaとExcelを使って
• Excelコンピュータシミュレーション - 数学モデルを作って楽しく学ぼう
• Excelによる振動系のダイナミクス
• カオス入門―現象の解析と数理
• 地震波動論
• 地震の力学―近代地震学入門
• 固体地球科学入門―地球とその物理
• スロー地震とは何か―巨大地震予知の可能性を探る (NHKブックス)